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Einrichtung zum Anlenken eines wiegenlosen Drehgestells an den Wagenkasten
von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anlenken
eines wiegenlosen Drehgestells an den Wagenkasten von Schienenfahrzeugen. Das Drehgestell
wird dabei von dem im allgemeinen am Wagenkasten sitzenden Drehzapfen geführt. Die
Führung muß in der Weise erfolgen, daß Kräfte in Längsrichtung des Fahrzeugs ohne
wesentliches Spiel zwischen dem Drehgestell und dem Drehzapfen des Wagenkastens
übertragen werden, daß der Drehzapfen lotrechte Tauchbewegungen ausführen kann und
da,ß gefederte Relativbewegungen in Querrichtung des Fahrzeugs zwischen Wagenkasten
und Drehgestell möglich, sind.
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Es ist bekannt, zwischen dem Drehzapfen und dem Rahmen des Drehgestells
blockförmige Gummikörper anzuordnen. Beiderseits des Drehzapfens und in Fahrzeuglängsrichtung
einander gegenüberliegend sind zwischen dem Drehzapfen und dem Drehgestellrahmen
Gummiblöcke mit Vorspannung angeordnet. Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung werden ohne
wesentliches Spiel zwischen dem Drehzapfen und dem Drehgestellrahmen übertragen,
da die Gummiblöcke in Fahrzeuglängsrichtung nur auf Zug und Druck beansprucht werden
und Zug- und Druckkräften gegenüber nur wenig federnd nachgiebig sind. Kräfte in
Fahrzeugquerrichtung werden mit erheblich größerem Spiel zwischen dem Drehzapfen
und dein Drehgestellrahmen übertragen, da die Gummiblöcke in Fahrzeugquerrichtung
auf Schub beansprucht werden und Schubkräften gegenüber erheblich federnd nachgiebig
sind. Tauchbewegungen des Drehzapfens und Relativbewegungen in Fahrzeugquerrichtung
zwischen Drehzapfen und Drehgestell werden durch Schubverformung der Gummiblöcke
ermöglicht. Diese Anordnung kann nicht restlos befriedigen; denn die Gummiblöcke
können nur so bemessen werden, daß entweder Längskräfte weitgehend spielfrei übertragen
werden und dabei die Bewegungsmöglichkeit in Fahrzeugquerrichtung und die lotrechte
Bewegungsmöglichkeit sehr begrenzt sind, oder aber, daß in Fahrzeugquerrichtung
und lotrechter Richtung genügende Bewegungsmöglichkeit gegeben ist, wodurch dann
aber die Übertragung der Längskräfte nur mit unzulässig großem Spiel möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlenkung für wiegenlose
Drehgestelle am Wagenkasten von Schienenfahrzeugen zu schaffen, die bei einfachem
Aufbau eine sichere Führung des Drehgestells dadurch gewährleistet, daß die Spiele
der Übertragung von Kräften zwischen Drehgestell und Drehzapfen in Fahrzeuglängsrichtung
und Fahrzeugquerrichtung einwandfrei aufeinander abgestimmt werden können. Außerdem
sollen lotrechte Bewegungen zwischen Drehzapfen und Drehgestell ohne wesentliche
Behinderung möglich sein. Bei der Lösung der Aufgabe soll von der bekannten Anlenkung
mit elastischen Körpern zwischen dem Drehzapfen und dem Drehgestellrahmen ausgegangen
werden, die in Fahrzeuglängsrichtung wenig, in Fahrzeugquerrichtung dagegen erheblich
federnd nachgiebig sind, wobei die elastischen Körper, was an sich bekannt ist,
in Fahrzeugquerrichtung gegebenenfalls progressiv federnd sein sollen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die elastischen
Körper, die wie bekannt als im wesentlichen kugelförmige Rollkörper ausgebildet
sind, zwischen mit dem Drehzapfen bzw. dem Drehgestellrahmen verbundenen lotrechten
Rollbahnen angeordnet sind.
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Da elastische Rollkörper, z. B. Gummikugeln, bereits zum Abstützen
des Wagenkastens auf dem Laufwerk bekannt sind und somit ebenso wie die progressiv
federnde Dämpfung von Bewegungen in Fahrzeugquerrichtung an sich zum Stand der Technik
gehört, wird für beide Merkmale hier kein selbständiger Patentschutz beansprucht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung haben die Rollbahnen die Form
von Abschnitten von lotrecht stehenden Hohlzylindern, deren Mäntel nach den lotrechten
Kanten hin stärker gekrümmt sind. Die Anordnung von Rollkörpern zwischen Rollbahnen,
die nach den Kanten zu stärker gekrümmt sind, ist an sich bekannt, so daß für diesen
Gedanken hier gleichfalls kein selbständiger Schutz beansprucht wird.
Nach
einem weiteren "Merkmal der Erfindung sind die Rollkörper, wie an sich bekannt,
zwischen den Rollbahnen mit Vorspannung angeordnet. Hierdurch wird eine gefederte
Übertragung der Längskräfte mit nur geringem Spiel mit Sicherheit gewährleistet
und verhindert. daß die Rollkörper nach unten zwischen den Rollbahnen durchfallen.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung dann, wenn die Rollkörper in Fahrzeuglängsrichtung
beiderseits des Drehzapfens paarweise zwischen entsprechenden Rollflächen angeordnet
sind. Die horizontalen Relativbewegungen zwischen Drehzapfen und Drehgestell werden
in bekannter Weise durch Anschläge begrenzt.
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Bei dieser Bauweise wird die Wirkurig erzielt. daß die Relativbewegungen
zwischen Wagenkasten und Drehgestell in Fahrzeugquerrichtung bis zu einer bestimmten
Größe durch reines Abrollen der Rollkörper zwischen den Rollbahnen, dann durch Schubverformung
der Rollkörper möglich ist, was mit einfachen Mitteln eine zunehmende Progressivität
der Federung der Querbewegungen zwischen Drehzapfen und Drehgestell ergibt, da die
Verformung der Rollkörper den Bewegungen zwischen Drehzapfen und Drehgestell einen
größeren Widerstand entgegensetzt als ihr reines Abrollen zwischen den gekrümmten
Rollbahnen. S 5' ind die Rollkörper an den entsprechend Anschlägen geformten Rollbahnkanten
zur Anlage gekommen, ist die Querbewegung zwischen Drehzapfen und Drehgestell noch
nicht begrenzt, sondern kann weiter zunehmen bis der elastische Anschlag am Drehgestellrahmen
wirksam wird. Die Bewegungsmöglichkeit zwischen Wagenkasten und Drehgestell wird
dadurch in Fahrzeugquerrichtung größer als die Rollbewegungsmöglichkeit der elastischen
Rollkörper.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht der Drehgestellanlenkung im Schnitt,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1. Am Wagenkasten 1 ist der Drehzapfen
2 befestigt. Der Drehzapfen 2 sitzt in einer quergeteilten Ferrozellbuchse 3 a,
Sb. Er kann in der Ferrozellbuchse Drehbewegungen, aber keine lotrechten
Tauchbewegungen ausführen. Der Drehzapfen wird an lotrechten Bewegungen in der Ferrozellbuchse
3 a, 3 b ge-
hindert durch eine Lagerplatte 5 und durch eine auf den mit Gewinde
versehenen unteren Bolzen 6 des Drehzapfens 2 aufgeschraubte Kronenmutter 7. Die
Ferrozellbuchse sitzt drehfest in einer Hülse 4. Mit der Hülse 4 sind Rollbahnen
8-11 verbunden, und zwar unter Vermittlung von Versteifungsrippen 12 und oberen
und unteren Begrenzungsflächen 13, 14. Die Versteifungsrippen 12 sind zur Gewichtsersparnis
mit Aussparungen 15 versehen. Die Ferrozellbuchse greift mit oberen und unteren
Flanschen 16, 17 über die Begrenzungsflächen 13, 14 der Rollbahnen 8-11. Die Rollbahnen
8-11 sind in Fahrzeuglängsrichtung A einander gegenüberliegend beiderseits des Drehzapfens
2 paarweise angeordnet. Den Rollbahnen 8-11 benachbart sind Rollbahnen 18-21 mit
dem Drehgestellrahmen 22 verbunden. Zwischen den Rollbahnen 8-11 und 18-21 befinden
sich vorgespannte Rollkörper 23 aus elastischem Werkstoff, beispielsweise Gummi.
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Die Rollbahnen für jeden Rollkörper haben die Form von Abschnitten
von lotrechten Hohlzylindern, deren Krümmung nach den lotrechten Kanten hin zunimmt.
Die Rollbahnen zu beiden Seiten des Drehzapfens sind der einfacheren Fertigung und
Montage wegen paarweise miteinander verbunden. also die Rollbahn 8 mit der Rollbahn
9. die Rollbahn 18 mit der Rollbahn 19 usw.
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Der Einbau der Drehgestellanlenkung erfolgt in folgender Weise: Durch
3Iontageschrauben 24 und "Muttern 24a, die nach dein Einbau der Ablenkung wieder
entfernt werden, werden die Rollbahnen etwa so weit zusammengezogen als dies der
Werkstoff der elastischen Rollkörper 23 zuläßt. Die Drehgestellanlenkung kann dann
vor dem Aufsetzen des Wagenkastens 1 in den Drehgestellrahnien 22 eingesetzt «-erden.
Die Schrauben 24 und die 'Muttern 24a. werden dann wieder einfernt, so daß sich
die Rollbahnen 18-21 beim Entspannen der Rollkörper an den Drehgestellrahmen 22
anlegen. Dann werden die Rollbahnen 18-21 mittels Schrauben 25 und "Muttern 25a
mit dem Drehgestellrahmen 22 verschraubt. Die elastischen Rollkörper «-erden in
bekannter Weise so bemessen, daß sie mit Vorspannung zwischen den Rollbahnen 8-11
und 18-21 liegen, wenn die Rollbahnen 18-21 am Dreligestellrahmen 22 anliegen.
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Führt der Wagenkasten gegenüber dem Drehgestell lotrechte Relativbewegungen
aus, darin taucht der Drehzapfen mit den Rollbahnen 8-11 im Drehgestellrahmen 22,
und die Rollkörper 23 rollen auf den Rollbahnen 8-11 und 18-21 ab. Dabei ist nur
der Widerstand der rollenden Reibung sowie der Walkwiderstand der Rollkörper, den
diese infolge ihrer Verformung dein Abrollen entgegensetzen, zu überwinden. Da diese
beiden Widerstände sehr klein sind, wenn die Rollkörper Kugeln ähnlich sind, erfolgen
die Tauchbewegungen des Drehzapfens im wesentlichen unbehindert. Sucht der Wagenkasten
gegenüber dem Drehgestell Relativbewegungen in Fahrzeuglängsrichtung A auszuführen,
dann werden die Rollkörper 20 der einen Drehzapfenseite (in Fahrzeuglängsrichtung)
zusammengedruckt bzw. können sich die Rollkörper der anderen Seite entspannen. Da
dies nur im geringen Maße möglich ist, werden Längskräfte zwischen Wagenkasten und
Drehgestell mit nur geringem Spiel gefedert übertragen. Führt der Wagenkasten gegenüber
dem Drehgestell Relativbewegungen in Fahrzeugquerrichtung B aus, dann rollen die
Rollkörper 23 in Querrichtung der Rollbahnen 8-11 und 18-21 ab. Sie werden dabei
in bekannter Weise infolge der Form der Rollbahnen zunehmend zusammengedrückt, was
eine zunehmende, d. h. progressive Federung des Querausschlages zur Folge hat.
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Wie aus der Fig. 2 ohne weiteres zu entnehmen ist, kann der Wagenkasten
mit dem Drehzapfen gegenüber dem Drehgestell so lange bei gleichzeitigem Allrollen
der Rollkörper seitlich ausschwingen, bis die Rollkörper an den jeweils diagonal
gegenüberliegenden Kanten (z. B. a, b der Rollbahnen 8, 18) zur Anlage
kommen. Weitere Querbewegungen sind dann nur noch möglich durch Schubverformungen
der Rollkörper. Das bedeutet eine weitere progressive Zunahme der Federung der Querbewegungen.
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Um die Querbewegungen auf ein zulässiges Maß zu beschränken, sind
elastische Seitenanschläge 26 am Drehgestellrahmen vorgesehen, an denen die Versteifungsrippen
12 zur Anlage kommen. Die Längsbewegungen werden begrenzt durch Anschläge 27, 28,
die mit den Rollbahnen der Rollkörper verbunden sind und die auch als Widerlager
für die Montageschrauben 24 und die Muttern 24a dienen.
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Die Anordnung der Rollkörper 23 ist nur beispielsweise gezeigt. So
genügt unter Umständen auch schon je ein elastischer Rollkörper beiderseits (in
Fahrzeuglängsrichtung) des Drehzapfens, oder es können,
wenn eine
sehr lange lotrechte Führung erwünscht ist, mehrere Rollkörper übereinander angeordnet
werden.
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Bezüglich der nachfolgenden Patentansprüche wird erklärt, daß Anspruch
1 nur die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale schützt und die Ansprüche
2 bis 6 reine Unteransprüche sind, die nur in Verbindung mit Anspruch 1 gelten.